Java调用Python脚本实现HelloWorld的示例详解

2025-08-19 11:38 开发作者：程序员丘山

作为程序员，我们经常会遇到需要在Java项目中调用python脚本的场景。可能是为了复用现成的Python工具库，也可能是需要利用Python在数据处理上的优势。本文不聊太多理论，直接上手三种实用的调用方式，从基础到进阶，一步步实现Java与Python的"HelloWorld"交互。

一、环境准备

在开始之前，确保你的开发环境满足以下条件：

Java环境：JDK 8+（推荐11），配置好JAVA_HOME
Python环境：Python 3.6+，配置好PATH（命令行输入python --version能正常显示版本）
开发工具：任意IDE，文本编辑器（用于写Python脚本）

验证环境的小技巧：

# 检查Java
java -version
# 检查Python
python --version  # 或python3 --version（根据系统配置）

如果Python命令无法识别，大概率是没配置环境变量。Windows用户可以在"设置-系统-关于-高级系统设置-环境变量"中添加Python安装路径；linux/MAC用户可以在~/.bashrc或~/.zshrc中添加export PATH=$PATH:/usr/local/python3/bin（替换为实际路径）。

二、基础调用：使用 Runtime.exec()

这是最直接的调用方式，通过Java的Runtime类启动Python进程执行脚本。适合简单场景，无需复杂交互。

2.1 实现步骤

步骤1：编写Python脚本

创建hello.py，放在Java项目的根目录（或指定绝对路径）：

# 接收Java传递的参数
import sys

if __name__ == "__main__":
    # 获取Java传入的参数（第0个参数是脚本名）
    name = sys.argv[1] if len(sys.argv) > 1 else "World"
    # 输出结果（会被Java捕获）
    print(f"Hello, {name}! From Python")

步骤2：编写Java调用代码

创建JavaCallPythonByRuntime.java：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;

public class JavaCallPythonByRuntime {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 定义Python脚本路径和参数
        String pythonScriptPath = "hello.py";
        String param = "Java";  // 要传递给Python的参数

        // 2. 构建命令数组（推荐用数组形式，避免空格问题）
        String[] cmd = new String[]{"python", pythonScriptPath, param};

        try {
            // 3. 启动Python进程
            Process process = Runtime.getRuntime().exec(cmd);

            // 4. 读取Python的输出（必须读取，否则可能导致进程阻塞）
            InputStream inputStream = process.getInputStream();
            BufferedReader reader = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(inputStream, "UTF-8")  // 指定编码，避免中文乱码
            );
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println("Python输出：" + line);
            }

            // 5. 等待进程执行完成并获取退出码（0表示成功）
            int exitCode = process.waitFor();
            System.out.println("进程退出码：" + exitCode);

        } catch (IOException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2.2 代码解析

命令数组：用String[]而不是单字符串，避免路径或参数包含空格时解析错误（比如脚本路径是D:\my script\hello.py）。
输入流处理：Python的print输出会写入进程的输入流，Java必须读取这些内容，否则缓冲区满了会导致进程卡住。
编码JzEKYvCg设置：InputStreamReader指定UTF-8，解决Windows系统下默认GBK编码导致的中文乱码问题。
退出码：process.waitFor()返回的退出码能帮我们判断脚本是否正常执行（非0通常表示出错）。

三、进阶调用：使用 ProcessBuilder

ProcessBuilder是JDK 5引入的类，比Runtime.exec()更灵活，支持设置工作目录、环境变量等，适合复杂场景。

3.1 实现步骤

步骤1：复用Python脚本

继续使用前面的hello.py，稍作修改支持从环境变量读取配置：

import sys
import os

if __name__ == "__main__":
    name = sys.argv[1] if len(sys.argv) > 1 else "World"
    # 读取Java设置的环境变量
    app_name = os.getenv("APP_NAME", "UnknownApp")
    print(f"[{app_name}] Hello, {name}! From Python")

步骤2：编写Java代码

创建JavaCallPythonByProcessBuilder.java：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Map;

public class JavaCallPythonByProcessBuilder {
    public static void main(String[] args) {
        tjavascriptry {
            // 1. 创建ProcessBuilder，指定命令和参数
            ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(
                "python", "hello.py", "JavaDeveloper"
            );

            // 2. 设置工作目录（脚本所在目录，不设置则默认当前目录）
            pb.directory(new java.io.File("./scripts"));  // 假设脚本放在scripts子目录

            // 3. 设置环境变量（给Python脚本传递配置）
            Map<String, String> env = pb.environment();
            env.put("APP_NAME", "JavaCallPythonDemo");

            // 4. 重定向错误流到输入流（方便统一处理输出和错误）
            pb.redirectErrorStream(true);

            // 5. 启动进程
            Process process = pb.start();

            // 6. 读取输出
            try (BufferedReader reader = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(process.getInputStream(), "UTF-8")
            )) {
                String line;
                while ((line = reader.readLine()) != null) {
                    System.out.println("Python输出：" + line);
                }
            }

            // 7. 等待进程完成
            int exitCode = process.waitFor();
            System.out.println("进程退出码：" + exitCode);

        } catch (IOException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3.2 代码解析

工作目录：pb.directory()指定脚本所在目录，避免路径混乱。比如脚本放在./scripts，就不用写全路径了。
环境变量：通过pb.environment()设置的变量，Python可以用os.getenv()获取，适合传递配置信息（如API密钥、环境标识）。
错误流重定向：redirectErrorStream(true)将错误信息合并到输入流，不用单独处理getErrorStream()，简化代码。
资源自动关闭：try-with-resources语法确保BufferedReader自动关闭，避免资源泄漏。

四、服务化调用：HTTP接口通信

当Java和Python需要频繁交互，或需要跨服务器调用时，将Python脚本封装成HTTP服务是更优的方案。这里用Flask搭建简单接口。

4.1 实现步骤

步骤1：搭建Python HTTP服务

首先安装Flask：

pip install flask

创建hello_service.py：

from flask import Flask, request

app = Flask(__name__)

@app.route('/hello', methods=['GET'])
def hello():
    # 从请求参数获取name
    name = request.args.get('name', 'World')
    return f"Hello, {name}! From Python Service"

if __name__ == '__main__':
    # 启动服务，允许外部访问
    app.run(host='0.0.0.0', port=5000, debug=True)

步骤2：编写Java HTTP客户端

创建JavaCallPythonByHttp.java，使用JDK自带的HttpClient（JDK 11+）：

import java.net.URI;
import java.net.http.HttpClient;
import java.net.http.HttpRequest;
import java.net.http.HttpResponse;
import java.time.Duration;

public class JavaCallPythonByHttp {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建HttpClient
        HttpClient client = HttpClient.newBuilder()
                .connectTimeout(Duration.ofSeconds(5))
                .build();

       编程客栈 编程// 2. 构建请求（Python服务地址）
        String name = "JavaHttpClient";
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri(URI.create("http://localhost:5000/hello?name=" + name))
                .timeout(Duration.ofSeconds(3))
                .GET()
                .build();

        try {
            // 3. 发送请求并获取响应
            HttpResponse<String> response = client.send(
                request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString()
            );

            // 4. 处理响应
            if (response.statusCode() == 200) {
                System.out.println("Python服务响应：" + response.body());
            } else {
                System.err.println("请求失败，状态码：" + response.statusCode());
            }

        } catch (Exception e) {
            e.printSJzEKYvCgtackTrace();
        }
    }
}

4.2 代码解析

Python服务：用Flask创建/hello接口，通过request.args获取Java传递的参数，返回字符串。debug=True方便开发时自动重启。
Java客户端：JDK 11的HttpClient比传统的HttpURLConnection更简洁，支持异步调用（sendAsync），这里用同步send更直观。
跨机器调用：只要Python服务的host设为0.0.0.0，并开放5000端口，Java可以通过服务器IP访问（如http://192.168.1.100:5000/hello）。

五、三种方法对比与选择建议

调用方式	优点	缺点	适用场景
Runtime.exec()	简单直接，无需额外依赖	灵活性差，不便于设置环境和工作目录	简单脚本，一次性调用
ProcessBuilder	支持环境变量、工作目录，错误流合并	代码稍复杂，仍需处理进程通信	复杂脚本，需要传递配置信息
HTTP接口	松耦合，支持跨机器，可异步	需要维护HTTP服务，有网络开销	频繁交互，分布式系统，跨语言调用

实际开发中：

临时脚本调用用ProcessBuilder；
长期维护的功能推荐HTTP服务化，便于独立部署和升级；
避免在高并发场景用进程调用（频繁创建销毁进程开销大）。

六、避坑指南

1.路径中的空格：Windows路径如果有空格（如Program Files），用ProcessBuilder时会自动处理，但用Runtime.exec()单字符串命令可能出错，推荐始终用数组形式传参。

2.Python输出缓冲区：如果Python脚本输出大量内容，会先存到缓冲区，Java读取不及时会导致脚本卡住。解决方法：

Python中手动刷新缓冲区：print(..., flush=True)
Java中用线程异步读取输出

3.版本兼容：确保Java调用的Python版本和开发时一致（比如同时用Python 3.9），避免语法不兼容问题。

4.异常捕获：生产环境中必须捕获所有可能的异常（IOException、InterruptedException等），并记录日志，方便排查问题。

总结

本文介绍了三种Java调用Python脚本实现HelloWorld的方法，从简单的进程调用到服务化通信，覆盖了不同场景的需求。核心是根据项目实际情况选择合适的方案：简单场景用ProcessBuilder，分布式场景用HTTP接口。

实际开发中，建议先做小范围测试，重点关注参数传递、异常处理和性能表现。只要把这些细节处理好，Java和Python的协作会非常顺畅。

到此这篇关于Java调用Python脚本实现HelloWorld的示例详解的文章就介绍到这了,更多相关Java调用Python脚本内容请搜索编程客栈(www.devze.com)以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程客栈(www.devze.com)！

继续阅读：Java Python交互

Java调用Python脚本实现HelloWorld的示例详解

目录

一、环境准备

二、基础调用：使用 Runtime.exec()

2.1 实现步骤

2.2 代码解析

三、进阶调用：使用 ProcessBuilder

3.1 实现步骤

3.2 代码解析

四、服务化调用：HTTP接口通信

4.1 实现步骤

4.2 代码解析

五、三种方法对比与选择建议

六、避坑指南

总结

更多精彩内容

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